JPH063204A - 温度センサ応答試験装置 - Google Patents

温度センサ応答試験装置

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JPH063204A
JPH063204A JP16460492A JP16460492A JPH063204A JP H063204 A JPH063204 A JP H063204A JP 16460492 A JP16460492 A JP 16460492A JP 16460492 A JP16460492 A JP 16460492A JP H063204 A JPH063204 A JP H063204A
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temperature sensor
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tank
sensor response
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Minoru Yokota
穣 横田
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Okazaki Manufacturing Co Ltd
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Okazaki Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、温度センサの熱応答特性は一般に静止
液体中での測定がなされており、工業計測で重要な動的
熱応答特性は大がかりな噴流装置や送流装置を必要とし
た。本発明では、回転液槽による液の回転円周速度を利
用し、しかも十分な深さの安定な層流において、種々の
速度および種々の温度における温度センサの動的熱応答
特性を測定する温度センサ応答試験装置を提供するもの
である。 【構成】 熱電対、測温抵抗体、サーミスタあるいは半
導体など一般の温度センサのステップ熱応答特性を測定
する温度センサ応答試験装置であって、液槽を回転する
ことによって、液槽内の液体に周辺流速を与える温度セ
ンサ応答試験装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、種々の流速と温度にお
ける液体中での温度センサの熱応答特性を測定する温度
センサ応答試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】もっとも一般的に行われている温度セン
サの熱応答特性の測定に関しては、室温より高い温度に
昇温された液体中に室温におかれた温度センサを急速
(一般には自然落下的速度) に挿入することにより、ス
テップ的温度変化を与えた時の温度センサの出力変化を
測定あるいは自動記録を行い、100%出力指示に対する6
3.2%出力に対応する時間を測定する方法をとってい
る。
【0003】このときの時間の値を、特に温度センサの
時定数として熱応答性の評価値としている。場合によっ
ては85%、90%または95%出力に対応する時間を評価す
ることもある。しかし、この方法による測定値は液体が
静止している場合の特性値である。実際の工業測定にお
いては流動している液体中での応答性が要求される場合
が多いため、上記の時定数の値を評価基準とせざるを得
ず、流動体中での実情とは大変異なるものである。
【0004】液体に流速を与える方法として、(1)ポン
プによって流体を噴出させる方法、(2)溝に液流を作る
方法などによって、流動液中に温度センサをステップ的
に挿入する測定方法、(3)回転または移動する支持棒に
温度センサを取付けて、静止液体中を目標とする速度で
移動させて測定する方法などがある。しかし、これら
(1)〜(3)の方法は、装置が大がかりであり、また、流速
が安定的に得られず、さらに、広範囲の流速が得られな
いなどの難点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、槽内の液体
を温度制御し回転させながら、種々の流速を設定可能に
して温度センサの動的熱応答特性を測定する温度センサ
応答試験装置を開発しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の事情に
鑑み、液体の周辺速度をもって流体に流速を設定し、し
かも回転しながら槽内のヒータに給電して液温を調節す
るようにし、種々の温度、種々の流速における温度セン
サの熱応答特性の測定を可能にし、しかも他の従来例の
方法に比較して、装置全体の小型化をも可能にすべく、
液槽内に加熱ヒータを取付け、液槽を回転し、槽内の液
体にも回転を誘導する。
【0007】
【作用】本発明は、温度制御された液体を回転させるこ
とによって、流速を得た液体中に温度センサを急速に挿
入することによって、温度センサのステップ的温度変化
に対応する熱応答特性を、種々の流速、種々の温度につ
いて測定することができる。
【0008】
【実施例】円筒形液槽内に液体を入れ、この円筒形液槽
を回転させると、やがて円筒形液槽内の液体は円筒形液
槽とともに一体に回転するようになる。円筒形液槽内に
はシースヒータが設けてあり、回転しながらシースヒー
タに加熱電流を給電して円筒形液槽内の液温を必要な温
度に制御している。
【0009】円筒形液槽の上部には試験温度センサが保
持されており、例えば室温におかれた試験温度センサを
急速(通常は自然落下速度)に液体中に挿入することに
よって、その時の流速および液温における試験温度セン
サの熱応答特性を測定することができる。試験温度セン
サを取付けてある位置と円筒形液槽の中心との距離をr
cmと図1に示すようにすると、円筒形液槽の回転数をn
回/分とするとrの位置における周辺速度Vは、次のよ
うな式(1)となる。
【0010】
【数1】
【0011】式(1)によって任意の距離rの位置によっ
て、任意の流速が得られる。つまり、円筒形液槽の回転
数を一定としたときは、円筒形液槽の半径上に試験温度
センサの位置を変えることによって、任意の流速での測
定が可能である。また、試験温度センサの位置を固定す
れば、回転数を変えることによって任意の流速が得られ
る。適切な回転数の範囲内で液体は層流となる。
【0012】液温制御用の温度センサは、上記の試験温
度センサに乱流の影響を与えないように試験温度センサ
と反対側の任意の位置に設ける。回転数は円筒形液槽外
に例えば光電式など回転計を設けて連続監視することに
よって設定できる。回転するシースヒータに対する給電
は回転軸に同軸に取付けたロータリーコネクタ (または
集電リング) などによって行うことができる。
【0013】本発明を、図2に示す具体的実施例に基づ
き以下詳細に説明する。円筒形液槽1は、ステンレスあ
るいは錆や腐食に強い材料で形成する。2は槽内の液
体、3は槽内に設けられたシースヒータ、3'はヒータ
のリード線、4は光電式回転計、4'は槽の外周に設け
られた光電式回転計4のための光反射マークであって、
円周上に等間隔に10〜20個設けられ、回転により反射マ
ーク4'からの反射数をカウンター41によって計数さ
れ、回転数が計測される。
【0014】5は回転軸1'と同軸に取付けられたロー
タリーコネクタであって、端子5'を介してヒータのリ
ード線3'を経て、シースヒータ3に給電することがで
きる(これには電動機、発電機に使用される集電環を使
ってもよい) 。1'は液槽1の回転軸であって、その表
面には軸方向に沿ってリード線3'を埋設できる溝が刻
設されている。
【0015】6は電動機であって制御回路61によって回
転数をゼロから連続して変化できる。7と7'はプーリ
ーであってベルト8によって回転軸1'に回転力を伝達
する (このプーリー7・7'とベルト8の代わりにギヤ
ーによる駆動とすることもできる) 。9は円筒形液槽1
の外周を覆って取付けられた保温材、10は温度制御用温
度センサ、10'は温度制御装置であり、制御電流を端子
5'に入力する。
【0016】11は試験温度センサで、回転軸1'中心か
ら距離rの位置にスライド保持器12に設定され、スライ
ド保持器12によって試験温度センサ11を自然落下的に液
体2中に挿入する。13は試験温度センサ11の出力から熱
応答特性を測定する応答特性測定装置である。14はブロ
ワーであって、試験温度センサ11の感温部に室温の空気
を送風することによって、液表面から上昇してくる熱気
層が感温部表面に滞留することによる熱応答測定精度の
妨害を防止している。
【0017】なお、破線で示す2' は回転時の遠心力に
よる液面の傾斜の状態の例を示す。破線11'は試験温度
センサ11が液中に挿入された状態の例を示す。また、11
1・112は回転軸の軸受を示す。実施例では円筒形液槽1
には内径40cm、深さ40cmのステンレス容器に、液として
もっとも一般的な清水を深さ約30cm入れ、円筒形液槽1
中心から距離r=12.5cmの位置に試験温度センサ11を挿
入できるようにし、その反対側の位置に水温制御温度セ
ンサ10を設置する。回転数計測用の光反射マーク4'は
円筒形液槽1の底部外周に等間隔に10個配設する。
【0018】図3は本実施例における試験温度センサ10
の位置 (r=12.5cm) の周辺速度V(cm/秒) と円筒形液
槽1の回転数n (回/分)に対応する光反射マーク4'
のカウント数との関係を示す。実施例の場合、回転数を
上げると水面に波立ちを生じるため150cm/秒が限界とな
る。当然のことであるが、大径の円筒形液槽1を用いれ
ば周辺速度をさらに上げることが可能であるが、工業的
実用面では本実施例が最適である。また、温度は90℃が
最高温度である。90℃以上の温度では気泡が発生しやす
くなり、応答測定精度を損じる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上述のような構成であって、
大がかりな噴流装置や液流装置などを使用せず、液槽を
回転することによって槽内の液体にも回転を与えること
によって、円周方向の周辺速度を液体に誘起させ、ま
た、液温を調節することなどによって種々の温度と種々
の流速の液中における温度センサの動的熱応答特性が容
易に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】流速設定の原理を示す図である。
【図2】本発明の温度センサ応答試験装置の一実施例の
概略図である。
【図3】本発明の実施例の液槽における試験温度センサ
の位置および周辺速度と回転カウント数の関係を示す図
である。
【符号の説明】
1…円筒形液槽 1' …回転軸 2…液体 3…シースヒータ 3' …リード線 4…光電式回転計 4' …光反射マーク 41…カウンター 5…ロータリーコネクタ 5' …端子 6…電動機 61…制御回路 7・7' …プーリー 8…ベルト 9…保温材 10…温度制御用温度センサ 10' …温度制御装置 11…試験温度センサ 12…スライド保持器 13…応答特性測定装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱電対、測温抵抗体、サーミスタあるい
    は半導体など一般の温度センサのステップ熱応答特性を
    測定する温度センサ応答試験装置であって、液槽を回転
    することによって、液槽内の液体に周辺流速を与えるこ
    とを特徴とする温度センサ応答試験装置。
  2. 【請求項2】 回転する液槽の中に電気ヒータを埋設
    し、液槽と共に電気ヒータを回転させながら電気ヒータ
    に加熱電流を通じるようにしたことを特徴とする請求項
    1の温度センサ応答試験装置。
  3. 【請求項3】 回転する液槽内の電気ヒータへの給電
    は、回転軸と同軸で回転するロータリーコネクタを介し
    て行うことを特徴とする請求項1の温度センサ応答試験
    装置。
  4. 【請求項4】 回転数を広範囲に変化させることによっ
    て流速を0〜 1.5m/sec の範囲内で設定できることを特
    徴とする請求項1の温度センサ応答試験装置。
  5. 【請求項5】 被試験温度センサの取付位置を回転槽の
    半径上で任意に設定することによって、広範囲の周辺速
    度によって流速を設定できることを特徴とする請求項1
    の温度センサ応答試験装置。
  6. 【請求項6】 液槽の外縁に等間隔に光を反射するマー
    クを付設し、液槽の外縁の近傍には光電センサ形光カウ
    ンターを取付けることによって広範囲に液槽の回転数を
    連続計測できるようにしたことを特徴とする請求項1の
    温度センサ応答試験装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101510266B1 (ko) * 2012-12-12 2015-04-08 주식회사 포스코 성능 평가 장치 및 성능 평가 방법
CN110548304A (zh) * 2019-09-07 2019-12-10 天津药明康德新药开发有限公司 用于移除沸点溶剂的离心浓缩仪
CN115855317A (zh) * 2023-02-21 2023-03-28 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种热敏电阻温度传感器响应速度测试装置和方法

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